Manuel Tello
Viernes, 19 de noviembre 2021
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Cuando se habla de bajas temperaturas, la ciencia demuestra que hay un límite. Es el llamado cero absoluto. La termodinámica demuestra que, en números redondos, el cero absoluto se encuentra a -273,15ºC. Para evitar las temperaturas negativas en vez de grados centígrados se utilizan grados Kelvin (K). En esta escala el cero absoluto es 0ºK. Así, 0,001ºK significa que estamos a una milésima de grado del cero absoluto. En el intento de llegar lo más cerca posible de 0ºK, el último hito es una publicación de Agosto de 2021. Un grupo de científicos de Alemania y Francia consiguieron llegar a 38 pico*kelvin del cero absoluto. Esta temperatura es 0,000000000038ºK, un record. Es el experimento que le gustaría hacer a cualquier científico experimental. Desgraciadamente, es imposible en España debido a los criterios que se utilizan para financiar la ciencia. Veamos que significa esa temperatura tan baja y la trascendencia que puede tener este logro científico.
La temperatura, a escala microscópica, está asociada con el movimiento de las partículas, átomos y moléculas. Por ejemplo, en un gas, a medida que baja la temperatura sus átomos van disminuyendo su velocidad. En el cero absoluto habría reposo total. Por tanto, una forma de medir la temperatura, es medir las velocidades de los átomos. El experimento citado se realizó en la Universidad de Bremen que tiene una torre de 110 metros con condiciones de microgravedad. Una torre donde se consigue reducir mucho el efecto de la gravedad. El experimento es excesivamente complejo y su explicación necesita utilizar conceptos cuyo significado es complejo. A pesar de ello se intenta, sobre todo, recalcar la importancia de este logro que incide en lo que empieza a llamarse la nueva física. El primer paso consistió en colocar unos 100.000 átomos de rubidio en una cámara de vacío y mantenerlos juntos por medio de un campo magnético. Luego, con técnicas ya conocidas, se fueron enfriando hasta llegar a la dos mil millonésima de grado del cero absoluto. Así, consiguieron crear lo que se llama un condensado de Bose-Einstein. Este condensado se explica teóricamente a partir de las propiedades cuánticas de los átomos y, la demostración experimental de su existencia, fue premiada con el premio nobel de 1998.
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De una forma muy cualitativa se puede decir que los 100.000 átomos del condensado comienzan a comportarse como un átomo grande. Como consecuencia los efectos cuánticos se hacen visibles a escala macroscópica. Este condensado se situó en la parte superior de la torre y se dejó caer. Durante la caída, con el fin de ralentizar la expansión de gas, aplicaron y suprimieron, varias veces, el campo magnético. Así llegaron a reducir la velocidad de los átomos al valor compatible con los 38 pico*kelvin de temperatura. Este record de temperatura se mantuvo durante 2 segundos. Pero, las simulaciones del experimento indican que en condiciones de ingravidez total, por ejemplo en la estación espacial, podría mantenerse hasta 17 segundos. Este experimento aporta innovaciones en la óptica de ondas de materia y abre un camino para la incorporación de la gravitación a la mecánica cuántica. Un aspirante a Premio Nobel.
